Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская


НазваниеЕе законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская
страница6/7
Дата публикации23.03.2013
Размер0.62 Mb.
ТипЗакон
userdocs.ru > Физика > Закон
1   2   3   4   5   6   7

73. Распределение Больцмана по потенциальным энергиям. Опыт Перрена.

mgh=Ep(h).

(1)-потенциальная энергия в поле тяготения.

(2)-распределение Больцмана. Больцман показал, что распределение такого вида справедливо для любого внешнего поля.

(3) no-концентрация молекул с нулевой потенциальной энергией U=0.

Опыт Перенна.



m-масса шарика; mж- масса объёма жидкости, вытесненной шариком.







Опыт Перена. Определение число Авогадро.








Получим




Точное значения
^ 74. Степени свободы. Закон равномерного распределение энергии по степеням свободы.

Степени свободы- число независимых координат, определяющих положение и конфигурацию системы в пространстве.

1.Одноатомный газ имеет три степени свободы,

т.к. может двигаться в 3-х направлениях. Следовательно, обладает 3 поступательными степенями свободы.

Молекула- материальная точка.

Энергия вращательного движения нет



2.Двухатомная жестко связанная молекула (совокупность двух точек, связанных недеформируемой связью)

обладает 3 поступательными и 2 вращательными степенями свободы. Вращение относительно оси 33’ не меняет положение молекулы в пространстве.

3. Трех атомная жестко связанная молекула.

обладает 3 поступательными и 3 вращательными степенями свободы.

Закон равномерного распределение энергии по степеням свободы.

если система частиц находится в состоянии термодинамического равновесия, то средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул, приходится на 1 степень свободы поступательного и вращательного движения равна


Для реальных молекул, не обладающих жёсткими

связями между молекулами, необходимо учитывать также степени свободы колебательного движения.

На колебательную степень свободы приходится не только кинетическая энергия, но и потенциальная, причём среднее значение кинетической энергии равно среднему значению и




равно , Следовательно, средняя суммарная энергия




молекулы



В идеальном газе взаимная потенциальная энергия молекул

т.к. молекулы между собой не взаимодействуют, то рассматривается только кинетическая энергия, и

1. для 1 моля газа внутренняя энергия равна сумме кинетических энергий NA молекул:



Для произвольной массы m газа:

-количество вещества.

75. Внутренняя энергия системы - функция состояния. Макроскопическая работа. Теплота. Эквивалентность теплоты и работы. Первое начало термодинамики.

Энергия системы:

Ek - Кинетическая энергия поступательного движения системы как целого,

Ep -потенциальная энергия системы во внешнем поле.

U-внутренняя энергия системы.

Внутренняя энергия

-атомов и молекул

-ядер и электронов

-энергия движения и взаимодействия всех частиц, составляющих систему.

При обычных процессах структура молекул и атомов не меняется, следовательно, U2 (ядер и электронов)=const, и рассматривают U1(атомов и молекул). При взаимодействии термодинамической системы с внешней средой её внутренняя энергия изменяется.



При этом возможны два способа передачи энергии:

1.процесс совершения работы,

2. теплопередача (теплопроводность, конвекция, излучения)

Макроскопическая (термодинамическая) работа.

Принято считать, что если система совершает работу против действия внешних сил, то эта работа положительная. Если внешние силы совершают работу над системой, то работа отрицательная.



Макроскопическая работа

-это мера изменения внутренней энергии системы в процессе совершения работы. Работа является функцией процесса но не является функцией состояния.



A=площади «под кривой»

Аналитическая формулировка 1 начало термодинамики

1 начало термодинамики- закон сохранения энергии для тепловых процессов

тепло, подводимое к системе, расходуется на увеличение её внутренней энергии и совершение работы против действия внешних сил.

1 н. т/д- частный случай всеобщего(фундаментального) закона сохранения энергии:

полная энергия замкнутой системы может изменяться только качественно оставаясь неизменной.

^ 77.Изохорный процесс. (V=const)

Диаграмма этого процесса (изохора) в координатах p,V изобр-ся прямой, параллельной оси ординат

δQ=dU δA=pdV=>δA=0

Удельная теплоемкость равна кол-ву теплоты, которое небход. Затратить для нагрев. 1кг вещ-ва на 1К.

С=δQ/mdT [Дж/кг*К]

Молярная теплоемкость при V=const

Сv=δQ/νdT Cv=δQ/νdT=(ν=1; δQ=dU)=dU/dT

U=i/2kT*Na=i/2RT

Cv=i/2R-не зависит от Т, опр-ся только числом степеней свободы i





^ 78. Изобарный процесс (p=const)

Диаграмма этого процесса в координатах p,V изобр-ся прямой параллельной оси V. При изобарном процессе работа газа при увеличении объема от V1 до V2 равна


^ 79.Изотермический процесс (T=const)

Описывается законом Бойля-Мариотта

Диаграмма этого процесса (изотерма) в координатах p,V представляет собой гиперболу, расположенную на диаграмме тем выше, чем выше температура, при которой происходит процесс.

Следовательно, для того чтобы при расширении газа температура на понижалась, к газу в течение изотермич. процесса необходимо подводить кол-во теплоты, эквивалентное внешней работе расширения.
^ 81.Неполноценность I начала термодинамики. Различные формулировки второго начала. Круговые процессы. Тепловые машины.

I начало терм-ки не указывает направление протекания процесса , поэтому его недостаточно для описания темодинамич. процессов.

Феноменологич. формулировка II начала терм-ки: вечный двигатель II рода невозможен.

Вечный двигатель II рода - периодически действующий двигатель, совершающий работу только за счёт охлаждения источника тепла.

Его КПД = 1, т.е. это двигатель, работающий только за счёт получения тепла из вне.

Различные формулировки 2 начала терм-ки:

Клаузиус: невозможен самопроизвольный переход тепла от менее нагретого тела к более нагретому телу.

Томсон: не возможен круг

Кельвин: невозможны процессы, единственным результатом которых было бы превращение тепла целиком в работу. Другими словами – невозможен тепловой двигатель второго рода с КПД=1.

^ Круговой процесс – это процесс при котором система проходя через ряд состояний возвращается в исходное. Круговые процессы делятся на прямые(проходят по часовой стрелки работа за цикл больше 0;1а22б1) и обратные(процесс проходит против часовой, работа за цикл меньше 0) А=А2в11а2. В результате кругового процесса система возвращается в исходное состояние и следовательно полное изменение внутренней энергии газа равно 0, поэтому первое начало термодинамики для кругового процесса Q=A. Прямой цикл используется в тепловых двигателях, обратный цикл в холодильных машинах.


^ 80. Адиабатный процесс. Уравнение адиабаты. Политропный процесс.

Адиабатическим наз. процесс при котором отсутствует теплообмен (Q=0) между системой и окружающей средой. А = -dU , т.е. внешняя работа совершается за счет изменения внутренней энергии системы. Для произвольной массы газа :

продифференцировав уравнение состояния для идеального газа, получим: разделив переменные и учитывая, что Ср/Сv=  найдем

интегрируя это выражение в пределах от р1 до р2 и соответственно от V1 до V2, а затем потенцируя получим:

- уравнение адиабатического процесса.(уравнение Пуассона) - показатель адиабаты



^ Работа в адиабатическом процессе:

Процесс в котором теплоёмкость остаётся постоянной наз. политропным.
cm = const

cm – молярная теплоемкость.

Найдем уравнение политропы для идеального газа. Из первого начала термодинамики следует


Из уравнения состояния идеального газа следует



Поэтому можно записать





Поскольку cP = cV + R то




Обозначив получаем
Интегрируем








Значит уравнение политропы

n - показатель политропы

Все предыдущие процессы являются частными случаями политропического процесса:

n = 0 изобара cm = cP, n = 1 изотерма cm = ¥

n = ¥ изохора cm = cV n = g изобара cm = 0 .

^ 76.Применение 1 начала терм-ки к изопроцессам в идеальном газе

Политропический процесс – процесс, при котором изменяются все основные параметры системы, кроме теплоемкости, т.е. С=const

Уравнение политропы:

Здесь и- показатель политропы

С помощью этого показателя можно легко описать любой изопроцесс:

1. изобарический процесс Р=const, n=0

2. изотермический процесс Т= const, п = 1, СТ=± ∞

3. изохорический процесс V= const, n = ± ∞


4. адиабатический процесс ΔQ = 0, n = γ, Cад =0

Во всех этих процессах работу можно вычислить по формуле:
1   2   3   4   5   6   7

Похожие:

Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconЗаконы свободного падения (зависимость скорости и высоты от времени)
Кинематические уравнения движения, уравнения скорости при движении с постоянным ускорением
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconЧто называют явлением внутреннего трения?
Явлением внутреннего трения (вязкости) называется процесс, связанный с появлением трения между слоями газа или жидкости, движущихся...
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconЗадача определения скорости света принадлежит к числу важнейших проблем...
Потом скорость света было легко посчитать как отношение удвоенного расстояния на время до прихода света от второго фонаря. Конечно,...
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconМ. М. Наумов кандидат географических наук
Проблема рассматривается в «целом» и в «малом». Устанавливается связь скорости течения биологического времени с процессами роста,...
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconИстория развития представлений о природе света. Законы геометрической...
Явление отражения-преломление света. Физические характеристики лучей и сред. Физический смысл показателя преломления, характерные...
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconЗадания 51 олимпиады юфу для школьников по физике. 11 класс
Материальная точка движется вдоль прямой. Постройте графики зависимостей скорости и координаты от времени, если график зависимости...
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconЗаконы Неисчерпаемая тема Законы
Они вообще то существуют универсальные законы Вселенной которые ведут к обыкновенному человеческому счастью?
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconПодпись Дата Лист уд 22. 01 Задача определения оптимального режима...
Фиксируем на ней все возможные значения скорости через интервал в 1 км/ч. Для простоты рассмотрим только три такие точки. Аналогичным...
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconРежим нагружения
Т. к передача авиационная, она требует обеспечения высокой надежности, работает с умеренными скоростями и высокими нагрузками, то...
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconЗакон противоречия говорит о противоречащих друг другу высказываниях,...
В логике, как и во всякой науке, главное — законы. Логических законов бесконечно много, и в этом ее отличие от большинства других...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница